浅谈地下大型储备库洞室断面形状优化及合理间距研究

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1、北京交通大学硕士学位论文地下大型储备库洞室断面形状优化及合理间距研究姓名：段亚刚申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：刘保国20071201中文摘要摘要：随着我国能源问题同益突出，建立国家战略石油储备的需求同益迫切。各种储油方式中，地下水封储油库是一种较好的储油形式。但如何对此类大规模的洞室群进行设计、优化，保证其开挖的围岩稳定性，是一个亟待解决的问题。本文具体工作如下：(1)采用有限元分析软件ANSYS的优化功能对大型地下储备库洞室进行了弹～塑性反分析，借助于APDL实现洞室断面形状的参数化，以此生成优化循环文件，使用零阶优化方法和随机搜索工

2、具，对洞室的形状进行了优化，找出了在特定地质条件下的优化后的断面，较原断面有更好的围岩稳定性。(2)指出了直墙拱形断面和五心拱断面中各设计变量对以拱顶沉降为目标函数的影响程度，为今后的类似优化问题提供了参考。(3)分别对各种断面形状的不同问距进行计算，找到了不同断面形状的合理间距。(4)最后本文以黄岛地下水封石油库为实例，对其原设计进行全过程优化，达到了预期效果，具有较好的工程应用前景。关键词：地下洞室；断面：间距；优化分类号：ABSTRACTABSTRACT：theproblemofenergysafetyinchinabecomesverypr

3、ominent,establishingastrategicoilreserveisoneofthemostessentialdements．Undergroundwater-sealedminedstoragecavcrllSisabetterformofoilstorage．Butthedesignandoptimizationofthesekindsoflarge-scaleundergroundcavel"ngroupareproblemstobesolved．theworkofthispaperisasfollows：(1)Optimiz

4、ationfunctionsofcommercialfiniteelementanalysis(FEA)softwareANSYSisemployedtocarryoutelastoplasticemulationback-analysisoflarge-scaleundergroundcaveTngroup．DeveloptheshapeofcrosssectionofanundergroundstoragecaverntoachieveparameterwithAPDLlanguage．Bythiswayanalysisfilewereobta

5、ined．WitllSubproblemapproximationmethodandtoolsofrandomsearchtheCROSSsectionsoflargeundergroundstoragecavernwereoptimized．FindouttheoptimalCROSSsectionsunderspecialgeologiealconditions．Theresultshowsthatafteroptimization．thestabilityofsurroundingrockisremarkablyincreased．(2)Fi

6、ndouttheinfluencedegreeofeverydesignvariablesfortheCROSSsectionsoptimaldesignwithClOWnsettlementasobjectivefunctioninthestraiiginwallarchcrosssectionsandfive-centeredarchglOSSsections．Itprovidesreferenceforthedesignandoptimizationofsimilarengineering．(3)Differentofdistancebetw

7、eeneverycrosssectionsarcresearchedanddesignedcorrespondinglyindetail．Findoutappropriatedistanceofdifferentshapeofcrosssection．(4)neHuangOaoundergroundwater-sealedminedstoragecavGmqswastakenasanexampletoshowthevacticalapplicationoftheseoptimumdesignmethod．RWaSprovedthatthedesig

8、nresearchedtheidealeffect．Ithasbetterprospectsinengineeringap